第二章_彩色电视制式_1_[1]

所谓平衡调幅，是指抑制载波的一种调制 方式。它与普通调幅不同之处在于不输出载 波.
3．正交调幅

将两个调制信号分别对频率相等、相位相 差90°的两个正交载波进行调幅，然后再将 这两个调幅信号进行矢量相加（频带宽度没 有增加），这一调制方式称正交调幅。如果 两个调制信号分别对正交的两个载波进行平 衡调幅，其合成信号即为正交平衡调幅信号。

彩色电视系统中，为实现色度与亮度信号频 谱交错，应用了正交平衡调幅的方式，只用 一个副载波便实现对两个色差信号的传输， 而且在解调端采用同步解调又很容易分离出 红色差与蓝色差分量。
4．色度信号的形成

在将两个色差信号分别对两个正交的副载波进 行平衡调幅之前，先对其进行适当的幅度压缩，这 是不失真传输所需要的。压缩后的色差信号分别用 U和V表示，它们与压缩前的色差信号的关系是： U = 0.493(B-Y) （2-9） V = 0.877(R-Y) （2-10） 式中0.493和0.873称为色差信号的压缩系数。
第四节PAL制及其编、解码过程
第一节 兼容制式传送方式
所谓的兼容，就是黑白电视机可以收看 到彩色电视系统所发射彩色电视信号（当然， 所看到图像仍然是黑白图像。）；彩色电视 机可以收看到黑白电视系统所发射黑白电视 信号（当然，所看到图像也是黑白图像）。
兼容的必备条件
(1) 所传送的彩色电视信号中应有亮度信号和色度信 号两部分。 (2) 彩色电视信号通道的频率特性应与黑白电视通道 频率特性基本一致。 (3) 彩色电视与黑白电视应有相同的扫描方式及扫描 频率，相同的辅助信号及参数。 (4) 应尽可能地减小黑白电视机收看彩色节目时所受 到（彩色信号的）干扰，以及彩色电视中色度信号 对亮度信号的干扰。
亮度、色差与R、G、B的关系
由亮度方程： Y =0.30R + 0.59G + 0.11B （2 -1） 可得色差信号： R-Y=R -（0.30R + 0.59G + 0.11B） = 0.70R - 0.59G - 0.11B （2-2a） G-Y=G -（0.30R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R + 0.41G - 0.11B （2-2b） B-Y=B -（0.30R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R - 0.59G + 0.89B （2-2c）
彩色电视制式与 彩色电视信号
电视制式——对彩色电视信号加工处理和传 输的特定方式 最简单的三基色信号的传输——三个通道— —不适用 实用中的传输方式——兼容制 三种兼容制——NTSC、PAL、SECAM

第一节兼容制式传送方式 第二节亮度信号与色差信号
第三节色度信号与2-9)
色度信号的形成

由副载波发生器产生的副载波sinwsct经放大 后直接加至U平衡调幅器，由色差信号U进行 平衡调幅，产生平衡调幅波FU分量；同时 sinwsct经过90°移相后，得到到正交副载波 cosωSCt，然后送V平衡调制器由色差信号V 进行调制，产生平衡调幅波FV分量，FV与 FU在合成器中相加得到色度信号F。

由于每个基色信息中都含有亮度信息，如果直接传 送基色信号，已传送的亮度信号Y(为各基色亮度总 和)与所选出的两个基色所包含的亮度参量就重复了， 因而使得基色与亮度之间的相互干扰也会十分严重。 所以通常选择不反映亮度信息的信号传送色度信息， 例如基色信号与亮度信号相减所得到的色差信号(RY)、(G-Y)和(B-Y)，可从中选取两个代表色度信息。 因此，在彩色电视系统中，为传送彩色图像，选用 了一个亮度信号和两个色差信号。
2．5．1 相位失真的慨念及影响

彩色电视机的图像失真有亮度失真、饱和 度失真和色调失真 (几何失真不讨论) 。其中， 亮度失真主要影响景物的层次，色饱和度失 真则改变颜色的深浅程度，而色调失真会造 成景物的颜色改变。这三种失真中，人眼对 色调的失真最为敏感，NTSC制中，色度信 号的相位失真会带来明显的色调失真。

色同步信号是由8～12个周期副载波组成的一 小串副载波群构成（正弦填充脉冲），这个 正弦填充脉冲的周期与行周期相同，位于行 消隐的后肩上，前沿滞后行同步脉冲前沿 5.6μs，如 图2-12

色同步信号与彩色电视信号一起传送到接收 端，彩色电视机将其从彩色电视信号中分离 出来，去控制接收机的副载波发生器，使之 产生与发送端副载波同频、同相的恢复副载 波。再将此恢复副载波加于同步检波电路， 从而解调出色差信号。
2．5．2 PAL色度信号

PAL制获得色度信号的方法，也是先将三基 色信号R、G、B变换为一个亮度信号和两个 色差信号，然后再用正交平衡调制的方法把 色度信号安插到亮度信号频谱的间隙之间， 这些与NTSC制大体相同。不同的是，将色 度信号中的FV分量进行逐行倒相，色轴不旋 转。

但此类彩条色度信号幅度较大，与亮度信号 叠加后会造成信号动态范围过大而产生失真。 故我国规定使用75%幅度、100％饱和度信号 作为标准测试信号。(图2-3)
表2-1 100%幅度、100%饱和度彩条 三基色、亮度、色差电平值
表2-2 75%幅度、100%饱和度彩条 三基色、亮度、色差电平值
标准彩条亮度与色差信号的波形与特点

标准彩条信号是由彩条信号发生器产生的 一种测试信号。它是用电的方法产生的模拟 彩色摄像机拍摄的光电转换信号，常用以对 彩色电视系统的传输特性进行测试和调 整。
标准彩条亮度与色差信号的波形与特 点

标准彩条信号是由三个基色、三个补色、白 色和黑色，依亮度递减的顺序排列的8条垂直 彩带。彩条电压波形是在一周期内用三个宽 度倍增的理想方波构成的三基色信号。标准 彩条信号有多种规范，如 “100％幅度、100 ％饱和度”彩条，这种规范中白条电平为1， 黑条电平为0，三基色信号的电平非1即0。

在彩色图像传送过程中，只有大面积部分需 要在传送其亮度信息的同时还必须传送其色 度成分。颜色的细节部分(对应于信号的高频 部分)，可以用亮度信号来取代。这种方法又 常称为“高频混合原理”。

经过对许多正常视力的人统计，使用 l MHz 带宽传送色度信号，所获得的彩色图像88％ 的人会感到满意，若用2MHz带宽传送色度信 号，几乎所有的人都会对所获得的彩色效果 满意。我国电视制式规定: 色度信号的频带宽 度为1.3MHz。
大面积着色原理

人眼视觉特性的研究表明，人眼对黑白图像 的细节有较高的分辨力，而对彩色图像的细 节分辨力较低，这即所谓的“彩色细节失 明”。


当重现彩色图像时，对着色面积较大的各种 颜色，全部显示其色度可以丰富图像内容， 而对彩色的细节部分，彩色电视可不必显示 出色度的区别，因为人眼已不能辨认它们之 间的色度的区别了，只能感觉到它们之间的 亮度不同。这就是大面积着色原理的依据。

压缩后的色差信号分别对两个正交副载波sinωSCt和 cosωSCt进行平衡调幅，从而得到两个平衡调幅信号FU和FV： FU = UsinωSCt （2-11） FV = VcosωSCt （2-12） 这两个平衡调幅信号FU 、FV（又称蓝色度分量和红色度分量）频率 相等，相位相差90°，保持着正交关系，将两者相加便得到正交平衡调 幅的色度信号F： F = FU + FV = U sinωSCt + V cosωSCt（2-13） F亦可用矢量表示，称彩色矢量， 如 图(2-8)所示： F常被称为已调色差信号或色度信号
2.3.2

同步检波原理
要从彩色全电视信号中获得两个色差信号， 首先必须把色度信号从全电视信号中分离出 来，然后送同步检波电路，利用两个色度分 量FV、FU的相位差来解调出色差信号的。
解调原理如图2-10（a）
2.3.3

色同步信号
要实现同步解调，需要一个与色差信号调制时的副 载波同频、同相的恢复副载波。由于色度信号中副 载波已被平衡调制器所抑制，所以在彩色电视接收 机中需要设置一个副载波产生电路（副载波恢复电 路）。为保证所恢复副载波与发端的副载波同频、 同相，需要发端在发送彩色全电视信号的同时发出 一个能 反映发端副载波频率与相位信息的“色同步 信号”，以使电视接收机中的副载波恢复电路所产 生的恢复副载波与发端的副载波同步。

三个色差信号中只有二个是独立的，常选用 (R - Y)和(B - Y)两个色差代表色度信号。这 是因为对大多数彩色来说，(G-Y)比(R - Y)和 (B - Y)数值要小，如选择(G-Y)对改善信噪比 不利。

在传送黑白电视图像时，R、G、B应相等， 因而色度信号为零。 在传送彩色图像时， 三基色电压R、G、B不相同，若三个值都不 为零，则说明该被传送的彩色是非饱和色， 因为其中必然包含有由相等的三基色显所组 成的白色成分。若三个值中有一个或两个为 零，则所传送的彩色为饱和色。
2.3.4
彩条图像对应的信号波形及矢量
图 2-15 负极性100%幅度彩条波形图
3．彩条对应的矢量图
PAL制及其编、解码过程
2.5 PAL制及其编、解码过程

PAL制是在对色度信号采用正交平衡调幅的 基础上，将其中一 个色度分量(FV分量) 进行 逐行倒相，在发端周期性地(行频)改变FV分 量的相序，在收端采用平均措施，以减轻传 输相位误差带来的影响。
色度信号与色同步信号

为了实现频谱交错，须将色差信号调制到副 载波上。而色差信号有两个(R-Y和B-Y)，若 分别调制到不同的副载波上，同时传输时会 使带宽增加，所以需要进行编码处理，处理 方式的不同从而产生了不同的彩色电视制式。

NTSC制发展较早、PAL和SECAM是为克服 NTSC制的相位敏感而发展起来的。NTSC制 和PAL制色差信号都采用正交平衡调幅制(两 个色差信号的频谱结构相同但相位不同（正 交），因而避免相互干扰。)，只是后者将其 中一个分量进行了逐行倒相。所以我们首先 分析正交平衡调幅的色度信号和色同步信号。